物理热学问题求解方法的专项培优 易错 难题练习题(含答案)及详细答案

物理热学问题求解方法的专项培优 易错 难题练习题(含答案)及详细答案
物理热学问题求解方法的专项培优 易错 难题练习题(含答案)及详细答案

一、初中物理热学问题求解方法

1.水是人类生存环境的重要组成部分。水的三种状态分别是冰、水和水蒸气。以下关于水的说法错误

..的是()

A.相同质量0℃水的体积大于0℃冰的体积

B.相同质量0℃水的内能大于0℃冰的内能

C.水蒸气很容易被压缩,说明气体分子之间的距离很远,几乎没有作用力

D.今年12月11日我县第一次出现霜林尽染的美景,说明气温已经低于0℃

【答案】A

【解析】

【详解】

A.根据

m

V

ρ=和ρρ

>

水冰

得质量相同的0℃水的体积小于0℃冰的体积,故A错误,符

合题意;

B.0℃水放热凝固成相同质量的0℃冰,所以相同质量0℃水的内能大于0℃冰的内能,故B正确,不符合题意;

C.水蒸气很容易被压缩,说明气体分子之间的距离很远,几乎没有作用力,故C正确,不符合题意;

D.霜是水蒸气遇冷凝华而成的,在标准大气压下水的凝固点是0℃,而霜的形成需要的温度更低,所以霜的形成,说明气温已经低于0℃,故D正确,不符合题意。

2.用相同热源、相同的加热装置,对质量相等的甲、乙两种固态物质加热时,得到的温度随时间变化的图像。根据图像分析,下列说法中正确的是()

A.甲、乙两种物质可能是松香和萘

B.甲物质在a、b两点时,温度和内能都相同

C.甲、乙两种物质在熔化时乙吸收的热量比甲多

D.甲、乙两种物质在固态时,甲的比热容小于乙的比热容

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

A.从图象可以看出,甲、乙两种物质在熔化过程中温度保持不变,所以均为晶体。松香是非晶体,萘是晶体,所以甲、乙不可能是松香,故A错误;

B.甲物质在a点开始熔化,b点熔化完成,在熔化过程中温度保持不变,但是继续吸热,所以b点的内能大于a点的内能,故B错误;

C.读图可知,甲熔化持续的时间为

20min?10min=10min

乙熔化持续的时间为

27min?17min=10min

二者时间相同,说明吸收热量相同,故C错误;

D.甲、乙两种物质在固态时,同样加热10min,吸收相同的热量,甲的温度高于乙的温

度,根据

Q

c

m t

=

?

吸,在吸收热量和质量相等时,比热容和温度成反比,所以甲的比热容

小于乙的比热容,故D正确。

故选D。

3.关于物体的内能,热量和温度,下列说法正确的是

A.一个物体从外界吸收了热量,温度一定升高B.一个物体温度升高,它的内能一定增加

C.只要物体的温度不变,它的内能就一定不变D.温度高的物体比温度低的物体含有的热量多

【答案】B

【解析】

【详解】

A.一个物体从外界吸收了热量,温度不一定升高,比如晶体的熔化以及液体的沸腾,都在吸收热量,但温度没有改变,故A项错误;

B.一个物体温度升高,可能是吸收了热量,也可能是外界对物体做了功,所以内能一定增大,故B项正确;

C.物体的温度不变,有可能正在吸收或者放出热量,内能改变;也有可能外界对物体做功,物体的内能增加,或者物体对外界做功时,物体的内能减小,故C项错误;

D.热量是一个过程量,不能说物体含有多少热量,只能说物体吸收或者放出多少热量,故D项错误。

4.如图所示,在大烧杯中装有大量的碎冰块,把装有少量碎冰块的试管插在大烧杯的冰块中,在烧杯底部用酒精灯加热.下列说法正确的是

A .大烧杯和小试管中的冰同时熔化

B .小试管中的冰先熔化,大烧杯中的冰后熔化

C .大烧杯中的冰完全熔化后,小试管中冰才开始熔化

D .小试管中冰始终不能熔化 【答案】C 【解析】

冰是晶体,若给烧杯中的冰加热时,烧杯中的冰会熔化,但完全熔化前温度保持不变,所以试管中的冰达到熔点,但由于温度相同没有热传递,则不能从烧杯中继续吸热,所以不能熔化;

若烧杯中的冰完全熔化后,继续吸热,温度将升高,所以试管中的冰达到熔点,继续吸热,所以能熔化.故C 正确. 故选C .

5.质量相等的两金属块A 和B 长时间放在沸水中,将它们从沸水中取出后,立刻分别投入甲、乙两杯质量和温度都相同的冷水中.不计热量损失,当甲、乙两杯水的温度不再升高时,发现甲杯水的温度低于乙杯水的温度,两杯水吸收的热量Q 甲____Q 乙,两金属块比热容c A ____c B (均选填“>”“<”或“=”) 【答案】< < 【解析】 【详解】

[1]当甲、乙两杯水的温度不再升高时,达到热平衡,金属块的末温等于水的末温,因为此时甲杯水的温度低于乙杯水的温度,所以金属块A 的末温比金属块B 的末温低;两金属块使水温升高,甲杯水的温度低于乙杯水的温度,则甲杯水升高的温度小,而两杯水的质量相同,由Q 吸=cm Δt 可知甲杯里的水比乙杯里的水吸收的热量少,即

Q 甲<Q 乙;

[2]两金属块都从沸水中取出、初温t 相同,对于金属块A 来说有:

c A m A (t -t A )=c 水m 水(t A -t 水初)…①

对于金属块B 来说有:

c B m B (t -t B )=c 水m 水(t B -t 水初)…②

因水的质量相同,由①②得到

A A A

B B B ()=()t t c t t c t t t t ----水初

水初

t A <t B , t A -t 水初<t B -t 水初,

c A (t -t A )<c B (t -t B ),

由于

t -t A >t -t B ,

所以

c A <c B .

6.国家“学生饮用奶计划”交流会在福建省福州市召开,如所示是一种学生饮用奶,它的净含量为200 mL ,若它的密度为1.25×103 kg/m 3,比热容为4.0×103 J/(kg·

℃),冬天饮用时把它从10 ℃加热到40 ℃需要吸收_____J 的热量;在加热过程中,温度升高,内能_____(选填“增加”或“降低”)。 【答案】3×104 增加 【解析】 【分析】 【详解】 [1]牛奶的体积为

-43=200mL=210m V ?

牛奶的质量为

333-4=210m =0.25kg 1.2510kg/m m V ρ=???

牛奶吸收的热量

()()34=410J/kg 0.25kg =310J 40 -10 Q cm t =??????吸℃℃℃

则牛奶吸收的热量为3×104J 。

[2]在加热牛奶的过程中,牛奶因为吸收热量,所以内能增加。

7.一支刻度均匀但刻度线位置不准的温度计,把它放在标准大气压的沸水中,读数是97℃,把它放在冰水混合物中,读数是2℃,若用这支温度计去测量某物体的温度时,它的读数恰好等于物体的实际温度,则该物体的温度是_____.如下图所示,图甲的温度为_____。

【答案】40℃ -22℃ 【解析】 【详解】

[1]因读数不准确的温度计的刻度是均匀的,设不准确温度计示数y 与真实温度x 之间满足方程:

y=kx+b ;

将y =97℃时,x =100℃和y =2℃时,x =0℃分别代入方程,得:

97=k ×100+b ; 2=k ×0+b ;

解方程组得:k =

95

100

,b =2,故方程可变为: 95

2100

y x =

+, 根据题意,它的读数恰好等于物体的实际温度可知,x =y ,代入方程可得解为:

x =40℃;

[2]由图知,温度计10℃之间分成5等份,所以一等份代表2℃,也就是分度值为2℃;“20”在“10”的下端,说明温度低于0℃,为-22℃。

8.小明打开装有一定量“干冰”的月饼包装盒,发现空气中出现了“白雾”,这是因为干冰在升华过程中需___________热量,使空气中的水蒸气遇冷液化形成的。气体在液化过程中要___________热量,所以被100℃的水蒸气烫伤比被100℃的水烫伤要严重。 【答案】吸收 放出 【解析】 【分析】 【详解】

[1]这是因为干冰在升华过程中需吸收热量,使空气中的水蒸气遇冷液化形成的。 [2]气体在液化过程中要放出热量,所以被100℃的水蒸气烫伤比被100℃的水烫伤要严重。

9.李明有一只温度计,虽然它的玻璃管的内径和刻度都是均匀的,但标度却不准确,它在冰水混合物中的读数是﹣7℃,在沸水中的读数是103℃。 (1)这只温度计1格表示的温度是是多少?(保留一位小数) (2)当它指示温度是15℃时,实际温度是多少? (3)当它实际气温是45℃时指示温度是多少? 【答案】(1)0.9℃;(2)20℃;(3)42.5℃ 【解析】 【详解】

(1)该温度计的分度值1t 是:

11000.9103-0-(-7)

t =

=℃℃

℃℃℃

(2)当它指示温度是15℃时,实际温度t 实是:

10

-(-7)=]=[011

125t ?

实℃℃℃℃ (3)当它实际气温是45℃时,指示温度t 时,则有:

10

=

[t -(-7)45]11

?℃℃℃℃ 解得=42.5t ℃

答:(1)这只温度计1格表示的温度是0.9℃ (2)当它指示温度是15℃时,实际温度是20℃ (3)当它实际气温是45℃时指示温度是42.5℃

10.下表为现在家庭、宾馆常用的无线电水壶(一种在倒水时导线脱离,用电加热的方便水壶)的铭牌,某同学用这种电水壶烧开水,他将水放至最大容量,测得水的初温是

20C ?,通电6分钟后水恰好沸腾(在一个标准大气压下),试通过计算,回答下列问题:

(1)该电水壶是利用电流的_____效应工作的; (2)该电水壶正常工作时的电流及电热丝的电阻;

(3)这段时间水吸收的热量;[水的比热容34.210J /(kg C)c =???]

(4)现测得电源电压为200V ,求此时电水壶的工作效率。(计算结果保留两位有效数字) 【答案】(1)热;(2)5.5A ,40Ω;(3)53.3610J ?;(4) 93% 【解析】 【详解】

解:(1)电水壶是利用电流通过导体时,使导体产生热量来工作的,是电流的热效应。 (2)根据P UI =可得,此电水壶正常工作时的电流

1210W 5.5A 220V

P I U =

== 由2

U P R

=可得,电热水壶的电阻

22(220V)401210W

U R P ===Ω

(3)水的质量

3333110kg /m 110m 1kg 水水水m V ρ-==???=

水在1个标准大气压下的沸点100t =℃,烧开时吸收的热量

()350 4.210J /(kg C)1kg (100C 20C) 3.3610J 吸水水Q c m t t =-=??????-?=?

(4)当电压200V U '=时,消耗的电能

22

5(200V)360s 3.610J 40W t R U ==?Ω

'=?

此时电水壶工作的效率

53

3.3610J

100%100%93%2.641J

0吸Q W η?=?=?=? 答:(2)该电水壶正常工作时的电流为5.5A ,电热丝的电阻为40Ω; (3)这段时间水吸收的热量53.3610J ?; (4)此时电水壶的工作效率93%。

11.阅读图文,回答问题。

与伟大同行

这是一个著名物理学家发现一个伟大定律的实验装置! 仔细观察后回答:

(1)装置中的两个配重的重量不等,释放后大配重下降,小配重上升;通过反复对调左右两个配重,会使动叶轮不停地转动,从而导致热量计中水的温度______(填变化情况),原因是________。

(2)实验中科学家某次测得了的数据如下:小配重G 小=100N ,大配重G 大=520N ,每升降一次配重各自移动的距离h =1m ,热量计中水的质量m =500g ,升降次数与水温变化的关系: 升降次数 1 2 3 4 5 6 温度变化/℃

0.2

0.39

0.59

0.78

0.98

1.18

通过分析数据,科学家得出了结论:在上述现象中能量是守恒的!请你帮他补出计算、判断过程_______(只需分析一次实验): (3)本实验中的误差主要来源于________。

【答案】升高 机械能转化为内能 见解析,解得W Q =,说明能量守恒 克服摩擦做

功,消耗一部分能量 【解析】 【分析】

(1)动叶轮不停的转动,叶轮对水做功,机械能转化成内能,水的温度升高。

(2)利用W Gh =计算消耗的机械能,Q cm Δt =来计算转化为的内能。 (3)机械能转化为的内能,包括水的内能和摩擦生热产生的内能。 【详解】

(1)[1][2]通过反复对调左右两个配重,会使动叶轮不停地转动,从而导致热量计中水的温度升高,因为对水做功,机械能转化为内能。

(2)[3]小配重重力G 小=100N ,大配重重力G 大=520N ,合力为420N ,每升降一次配重各自移动的距离为1m ,即绳子一端移动的距离是1m ,对水做的功为

420N 1m 420J W G h '==?=

由表格知,升降一次水温升高0.2℃,水吸收的热量是

()34.210J/kg 0.5kg 0.2420J Q cm t =?=????=℃℃

可见:W Q =,故机械能转化为内能的过程中,能量是守恒的。

(3)[4]机械能转化为内能时,转化为水的内能的同时,要克服摩擦消耗一部分机械能,即要摩擦生热消耗一部分能量,是实验误差的主要来源。

12.在探究热现象的实验中,小明用烧杯、试管、温度计、圆底烧瓶等器材进行了如下实验.

(1)小明用图甲所示的装置“探究冰熔化时温度的变化规律”,根据实验数据绘制了温度随时间变化的图象,如图乙所示,比较图乙中BC 段与CD 段可知,该物质在BC 段处于__________(选填“固态”“液态”或“固液共存”)状态,此过程中物质的温度______(选填“增加”“减少”或“不变”) (2)在“观察水的沸腾”的实验中:

① 装如图丙的实验装置时,对M 、N 两个铁圈高度的定位,_______(选填:需要/不需要)点燃酒精灯,先固定铁圈_________(选填M 或N ),再固定另一铁圈的高度; ② 你指出图丙中实验操作错误之处是___________,改正错误后,继续实验.当水温升高到90℃时,每隔1min 记录一次水的温度,直到水沸腾后再持续几分钟为止.数据记录如表:

③第3min温度计示数如图丁所示,此时水的温度是_____℃;上面戊图中的______(填“a”或“b”)是水在沸腾时的情况;

④在沸腾过程中,温度将_______(填“升高”、“降低”或“不变”),有同学认为为了方便读出温度计的示数,将温度计从沸水中拿出来进行观察读数,则会导致所测温度偏

________(填“高”或“低”);

(3)生活中使用的电烙铁的烙铁头是一种合金.所谓合金就是不同金属(也包括一些非金属)在熔化过程中形成的一种融合物或冷却后的固态.如表列出了几种金属的熔点和沸点(在标准大气压下),其中难以与表中其他金属形成合金的是__________________.

【答案】固液共存不变需要 N 温度计的玻璃泡碰到了容器底部 96 a 不变低锌

【解析】

【详解】

(1)[1]该物质在BC段处于固液共存状态,是熔化过程;

[2]晶体熔化过程中,继续吸热,但温度不变,内能增加;

(2)①[3] [4]因要使酒精灯的外焰正好能给烧杯加热,所以需要先点燃酒精灯,组装实验仪器时,应根据酒精灯及其火焰的高度先固定铁圈N,再固定铁圈N上面的部分,这样可以避免重复调整;

②[5]由图知,温度计的玻璃泡接触了烧杯的底部,会导致测量结果偏高;

③[6]温度计的分度值是1℃,此时是零上,液柱上表面对准了90℃上面第6个小格处,读作96℃;

[7]a中气泡在上升过程中,体积逐渐增大,是因为水沸腾时上下温度一致,气泡在深度大的水中受到的压强比在深度小的水中受到的压强大造成的,所以是沸腾时的现象,b中气泡在上升过程中体积逐渐减小,是因为下面的水比上面的水温度高,热胀冷缩的缘故,所以是沸腾前的现象.

④[8]液体沸腾时,不断吸收热量,温度保持不变;

[9]温度计从水中取出读数,由于空气温度低于液体温度,所以示数会下降,导致所测温度

偏低;

(3)[10]由于金属锌的沸点低,小于其它金属的熔点,因此锌和其它金属无法完成液态时混合.

13.为了比较水和沙子吸热本领的大小,小明在两个相同的烧杯中分别装入水和沙子,用两个相同的酒精灯对其加热。

(1)在实验前要控制水和沙子的____和____相同;

(2)比较水和沙子吸热升温快慢的方法有两种:

方法一:加热时间相同比较它们各自升高的温度;

方法二:______________;

(3)用两个相同的酒精灯对其加热的目的是____;

(4)如果加热相同的时间,质量相同的水和沙子,____(填“沙子”或“水”)升高的温度更高;

(5)实验中有些同学发现:刚开始加热时,情况与(4)结论不符,可能的原因是____;

(6)小丽家住市中心,奶奶嫌城市夏天太热不住她家,这激发了她探究城乡温差原因的兴趣。她利用双休日时间和同学们一起在中午同一时刻测量了各个测试点的气温,并以此绘制出如图所示的“区域—温度”坐标图。

(a)从图中你发现____的温度比较高,这种现象我们称为“城市热岛效应”;

(b)请结合图中数据以及你的经验,找出一个造成热岛效应的原因:____;

(c)如何减少城市环境的热污染,请你提出一条合理化建议:____。

【答案】质量初温升高相同的温度比较它们的加热时间使水和沙子在相同的时间内吸收的热量相同沙子沙子受热不均匀市中心水泥、混凝土的比热容小多植树、建人工湖

【解析】

【分析】

=,物体吸收热量的多少与物体的质量和升高的温度有关,所以实验过程(1)根据Q cmΔt

中需控制沙子和水的质量和初温度相等;

(2)比较物体吸热本领的方法:吸收相同的热量,比较升高的温度;升高相同的温度,比较吸收的热量;

(3)实验中需控制水和沙子的受热情况相同,所以要选择两个相同的酒精灯;

=,沙子比热容小,升温就高;

(4)质量相同,加热相同的时间,根据Q cmΔt

(5)水可以进行对流,水的导热性较好;

(6)对于产生“城市热岛效应”原因可以从城市和农村的不同来分析,包括建筑物和道路;减少热污染要植树造林,多建绿地。

【详解】

(1)[1][2]实验前要控制水和沙子的质量和初温相同;

(2)[3]比较水和沙子升温的速度,可使水和沙子升高相同的温度,比较加热时间;也可给水和沙子加热相同的时间,比较升高的温度;

(3)[4]相同的酒精灯在相同的时间内放出的热量是相同的,为保证水和沙子在相等的时间内吸收的热量相同,需使用两个相同的酒精灯;

,沙子比(4)[5]相同质量的水和沙子加热相同时间,说明吸收的热量相等,根据Q cmΔt

热容小,升温就高些;

(5)[6]由于水的导热性能比沙子的导热性能好,所以刚开始加热时,水升温快;

(6)[7](a)由统计数据可以看出,城市的温度较高;

[8](b)“城市热岛效应”主要是城市建筑多为砖瓦建筑,道路多为水泥路面,水泥道路和建筑物,它们的比热小,升温高;另外,城市汽车排放尾气多,尾气的热量也对空气升温起了作用;

[9](c)要解决“城市热岛效应”就要在城市中心多植树、建人工湖。

14.为了比较水和食用油的吸热能力,小明用两个相同的装置做了如图所示的实验,实验数据记录如下:

(1)在安装、调整实验器材时,科学合理的顺序是(甲图中):先调整固定______的位置,再调整固定另一个的位置(选填“A”或“B”);

(2)为保证实验结论的可靠,关于实验时“应控制两套装置中相同的量”的说法中,不必要的是______

A.食用油和水的质量相等 B.两套装置中的烧杯相同

C.两酒精灯的火焰大小相同 D.两酒精灯内酒精的质量相等

(3)实验中食用油和水从20℃升温至45℃,______(水/食用油)所需时间较长,_____(水/食用油)吸收的热量较多,由此可见, _____(水/食用油)吸热能力较强.

(4)实验中,加热相同的时间,水吸收的热量______(大于/小于/等于)食用油吸收的热量,______(水/食用油)升高的温度较多,______(水/食用油)吸热能力较强.

【答案】B D水水水等于食用油水

【解析】

(1)在安装、调整如图(甲)的实验器材时,应先固定B,再调整固定A,因为底部的距离应是固定的,而上部可以根据下部的情况进行灵活调节;(2)为保证实验结论的可靠,实验时应控制两套装置中相同的量有:酒精灯中火焰的大小、水和食用油(ρ水>ρ食用油)的质

量和初温度、烧杯等,酒精灯中的酒精多少不一定相同,D错误;(3)食用油和水从20℃升温至45℃,水所需时间较长,说明水吸收的热量较多,由此可见,水吸热能力较强.(4)加热相同的时间,水吸收的热量等于食用油吸收的热量,食用油升高的温度较多,说明水吸热能力较强.

15.如图甲所示,是“探究物质的熔化规律”的实验装置。实验时先将固体物质和温度计分别放入试管内,再放入大烧杯的水中,观察固体的熔化过程。

(1)固体熔化图象如图丙所示,物质在熔化过程中,温度_____,此时温度如图乙所示,读数方法正确的是_____(填“A”“B”或“C”),该物质是_____(填“晶体”或“非晶体”)。(2)实验时若温度计的玻璃泡碰到试管底部,则测得试管内物质的温度值偏_____。

【答案】保持不变 B 晶体高

【解析】

【详解】

(1)[1][2][3]由图乙知,A 俯视,读数会偏大,C 仰视,读数会偏小,B 读数方式正确;由于该物质在熔化过程中,温度保持不变,所以是晶体;

(2)[4]实验时若温度计的玻璃泡碰到试管底部,温度计的示数会受烧杯底部的影响,则测得试管内物质的温度值偏高。

二、初中物理浮力类问题

16.如图所示,弹簧测力计上端固定,将挂在弹簧测力计下端高为10cm、横截面积为200cm2的柱形物块缓慢放入底面积为400cm2,质量为200g且足够高的圆柱形容器内的水中。当柱形物块直立静止时,物块浸入水中深度为4cm,弹簧测力计的示数为16N,已知弹簧测力计的称量范围为0~30N,刻度盘上0~30N刻度线之间的长度为30cm,则下列说法中正确的是

A .柱形物块所受重力大小为16N

B .向容器中加水, 注入水的质量为7.2kg 时,物块刚浸没

C .物块刚浸没时,相对于如图状态,容器对桌面的压强的变化量为1200Pa

D .向容器中加水, 当注入水的质量为5kg 时弹簧测力计的示数为6N 【答案】D 【解析】 【分析】

本题考查浮力,压强等知识,综合性强,根据浮力压强公式求解。需要注意的是注水时物体位置也会上升。注入水的体积不等于排开水的体积。 【详解】

A .物块浸入水中深度为4cm ,排开水的体积

23200cm 4cm 800cm V S h ==?=浸排物

物块受到的浮力

63331.01g N 0kg 10N k 800108m m F gV ρ-==???=?浮水排

物块受到的重力

8N 16N 24N G F F =+=+=浮拉

故A 项错误;

B .物块刚浸没时排开水的体积

23200cm 10cm 2000cm V S h '==?=排

物物 物块受到的浮力

33631.010kg m 10N kg 200010m 20N F gV ρ-''==????=浮

水排 物块受到的拉力

24204F G F N N N ''=-=-=浮拉

弹簧测力计拉力的变化量

16N 4N 12N F F F '?=-=-=拉拉拉

弹簧测力计刻度盘上0~30N 刻度线之间的长度为30cm ,弹簧测力计的受到的拉力和伸长量成正比,伸长1cm ,拉力增大1N ,所以弹簧缩短

121cm 12cm l ?=?=

则物体在原来位置向上移动12cm ,所以注入水的的体积是弹簧缩短距离乘以容器的底面积与物体增加浸入深度乘以容器和物体的底面积的之差的和。

物块刚浸没时注入水的体积

()()2223+40012+4000066000V S l S S h cm cm cm cm cm cm =??=??-=-2注容容露物

注入水的质量

3363110kg/m 600010m 6kg m V ρ-==???=注注

故B 项错误;

C .物块刚浸没时,容器增加水的重力

6kg 10N/kg 60N G m g ==?=注增加

同时弹簧测力计拉力减小了12N ,则容器对桌面的压力的变化量

=60N+12N=72N F ?压

容器对桌面的压强的变化量

-42

72N

=

=1800Pa 40010m F p S ??=?压容 故C 项错误;

D .倒水之前弹簧测力计对物块的拉力是16N ,假设倒水之后弹簧测力计的对物块的拉力是6N ,拉力减小了

=16610F N N N ''?-=拉

则物体所受浮力减小10N ,则排开水的体积增加

3333

10N ==110m 1.010kg m 10N kg

F V g ρ-?'?=???排

弹簧缩短10cm ,物块被向上拉动10cm ,注入水的体积

233113400cm 104cm 01400cm cm 0V S l -'=??'===?注

容 注入水的总体积为

333333=+=410m 110m 510m V V V ---'''??+?=?注

注1排 注入水的总质量为

3363110kg/m 500010m 5kg m V ρ-''==???=注

注, 故D 项正确。 故选D 。

17.如图所示,水平桌面上放着一个装有适量水的圆柱形容器,水面上漂浮着一个放有实心小铁球的烧杯;若将小铁球从烧杯中取出放入水中,烧杯仍竖直浮在水面上,ρ铁=7.9g/cm 3.下列说法不正确的是

A .水可能会溢出

B .烧杯下表面受到水的压强变小

C .圆柱形容器底受到水的压强变小

D .圆柱形容器对桌面的压强不变 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】

A .铁球在烧杯中,整体漂浮在水面上,所以

F G G =+浮总烧杯球;

拿出小球,烧杯漂浮在水面上,所以

F G =浮杯杯,

故烧杯的浮力减小,由=浮水排F gV ρ知,烧杯排开水的体积减小,烧杯中水面会下降,不会溢出,故A 不正确,符合题意;

B .铁球在烧杯中,整体漂浮在水面上,所以F G G =+浮总烧杯球球;拿出小球,烧杯漂浮在水面上,所以F G =浮杯杯,故烧杯的浮力减小,烧杯排开水的重力减小,烧杯排开水的

体积减小,烧杯将上浮小一些,烧杯下表面受到水的压强变小,故B 正确,不符合题意; C .铁球拿出前的总浮力

F G G =+总烧杯球;

铁球拿出后的总浮力

F F F '=+浮总浮杯浮球,

杯子漂浮在水面上,

F G =浮杯杯,

F G F '=+浮总杯浮球,

而铁球沉底,

F G 浮球球<,

F F '浮总浮总>;

即铁球拿出后烧杯和铁球受到的总浮力小于拿出前烧杯和铁球受到的总浮力,根据

浮排F gV ρ=可知,拿出后排开水的体积小于拿出前排开水的体积,同一个容器底面积相

同,则拿出前水的深度大于拿出后水的深度,根据p gh ρ=可知,拿出前水对容器底的压强大于拿出后水对容器底的压强,故C 正确,不符合题意;

D 、容器对地面的压力等于容器、水、物体的重力之和,同一容器,则质量相等,重力相等,铁球与小船质量相等,重力相等,故容器对地面的压力相等,容器的底面积相等,根据F

p S

=

可知,甲图容器对地面压强等于乙图容器对地面压强;故D 正确,不符合题意.

18.甲、乙两容器分别装有密度为ρ甲、ρ乙的两种液体,现有A 、B 两个实心小球,质量分别为m A 、m B ,体积分别为V A 、V B ,密度分别为ρA 、ρB ,已知它们的密度大小关系为ρ甲>ρA >ρB >ρ乙,下列判断正确的是( )

A .若V A =V

B ,将两球都放入甲容器中,静止时两球所受浮力之比为1:1 B .若V A =V B ,将两球都放入乙容器中,静止时两球所受浮力之比为ρA :ρB

C .若m A =m B ,将A 、B 两球分别放入乙、甲容器中,静止时两球所受浮力之比为1:1

D .若m A =m B ,将A 、B 两球分别放入甲、乙容器中,静止时两球所受浮力之比为ρB :ρ乙 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】

A .当V A =V

B 时,m A >m B ,将两球都放入甲容器中,两球都将漂浮,浮力等于各自的重力,所以A 受到的浮力大于B 受到的浮力,故A 错误;

B .当V A =V B 时,将两球都放入乙容器中,两球都将下沉,由公式F 浮=ρ液gV 排可知,两球

排开液体的体积相同,两球所受浮力相等,故B 错误;

C .若m A =m B 时,将A 、B 两球分别放入乙、甲容器中,A 在乙中下沉,所受浮力小于自身重力,B 在甲中漂浮,浮力等于自身的重力,所以两球所受浮力不相等,故C 错误;

D .若m A =m B 时,将A 、B 两球分别放入甲、乙容器中,A 在甲中漂浮,浮力等于自身的重力,

F 浮A =

G A =m A g=m B g ,

B 在乙中下沉,所受的浮力

F 浮B =ρ乙gV B ,F 浮A :F 浮B =ρB :ρ乙,

故D 正确; 应选D 。

19.桌面上容器内盛有水,在一试管里面放一小球后,浮在水面上。如图所示,现将小球取出,放入水中,下沉容器底部,试管仍浮在水面上,则( )

A .液面下降

B .液面上升

C .容器底受到水的压强不变

D .桌面受到的压强变小

【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】

AB .当小球在试管中时,试管处于漂浮状态,浮力等于试管和小球的总重力;当将小球取出并放入杯内水中时,小球下沉,试管仍竖直漂浮在水面上,小球受到的浮力小于重力,试管受到的浮力等于其重力,即总浮力减小;由F gV ρ=浮水排可知,排开水的体积减小,即大烧杯中的水面降低,故A 符合题意,B 不符合题意;

C .烧杯中的水面降低,由p gh ρ=可知,大烧杯底部受到的液体的压强变小,故C 不符合题意;

D .将小球取出,放入水中,烧杯、水、试管、小球的总重力不变,对桌面的压力不变,根据F

p S

=

知桌面受到的压强不变,故D 不符合题意。 故选A 。

20.如图所示,甲容器内只有水,乙容器内有冰块漂浮在水面上,丙容器中悬浮着一个小球,三个相同的容器内水面高度相同.则下列说法正确的是

A .冰块的密度大于球的密度

B .若向丙容器中加入酒精,小球受到的浮力变小

C .水对三个容器底的压力不同

D .三个容器中,甲容器对水平桌面的压力最小 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】

A .冰块漂浮在乙容器中,

ρρ水冰块<,

小球悬浮在丙容器中,

ρρ=小球水,

所以

ρρ小球冰块<

故A 错误;

B .小球悬浮在丙容器中,

ρρ=小球水,

如果向丙容器中加入酒精,则液体密度减小,由浮排F gV ρ=可知,物块受到的浮力变

小,小球将下沉,故B 正确;

C .由题意可知,水的密度ρ与深度h 都相同,由液体压强公式:p gh ρ=可 知,

p p p ==甲乙丙,

由F

p S

=

可知,水对容器底的压力:F pS =,由于压强与容器底面积都相同,则水对容器底的压力:

F F F ==甲乙丙,

故C 错误;

D .在乙容器中,根据作用力和反作用力,容器(包括水和玻璃杯)施加给冰块一个竖直向上的浮力即F 浮,冰块会反过来施加给容器(包括水和玻璃杯)一个竖直向下的压力即

F 压,而

F F =压浮

这个压力会通过容器传导给桌面.冰块因为漂浮,所以

F G G ==浮排冰块.

所以,甲容器对于桌面的压力

F G G =+甲水杯,

乙容器对桌面的压力

F G G G G G G ='++='++乙水排杯水杯冰块,

因为

G G G G G ='+='+水水排水冰块,

因此,甲容器对于桌面的压力等于乙容器对桌面的压力;同理丙容器对于桌面的压力等于甲容器对桌面的压力,故D 错误.

21.弹簧测力计下挂一长方体物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中如图(甲);图(乙)是弹簧测力计示数F 与物体下降高度h 变化关系的图像,则下列说法中正确的是

A .物体的体积是500cm 3

B .物体受到的最大浮力是5N

C .物体的密度是332.2510kg /m ?

D .物体刚浸没时下表面受到水的压力是9N 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】

由乙图可知,物体重9N ,全部浸入水中时受到的浮力是9N-5N=4N ,刚刚浸没时上表面受到水的压力为0,所以下表面受到水的压力等于浮力4N ,则BD 错误; 物体浸没时

-43

33

4==

==4101.010/10/F N V V m g kg m N kg

ρ???浮物排液, 故A 错误;

物体的密度:

33

-43

9= 2.2510/10/410m G N kg m V gV N kg m ρ=

==???, 故C 正确。 故答案为C 。

22.如图所示,两个相同的柱形容器置于水平地面,容器中分别盛有相等体积的不同液体甲、乙。取两块质量相同的橡皮泥,将一块橡皮泥撑开成碗状放入甲液体中,将另一块捏成球形状放入乙液体中,橡皮泥静止后如图所示。以下判断正确的是( )

A .橡皮泥受到的浮力 F 甲=F 乙

B .液体对容器底部的压强 p 液甲<p 液乙

C .液体的密度ρ甲>ρ乙

D .容器对地面的压强 p 地甲>p 地乙

【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】

A .橡皮泥在甲液体中漂浮,橡皮泥受到的浮力F 甲=G ,橡皮泥在乙液体中悬浮,橡皮泥受到的浮力F 乙=G ,所以F 甲=F 乙,故A 符合题意;

B C .两个相同的柱形容器置于水平地面,容器中分别盛有相等体积的不同液体甲、乙,当放入橡皮泥后,液面仍然相平,说明橡皮泥排开甲、乙两种液体的体积是相同的,由于橡皮泥受到的浮力F 甲=F 乙,则

=V g V g ρρ甲乙甲排乙排

=ρρ甲乙

液体甲、乙对容器底部的压强分别为

=p gh ρ甲甲液甲

=p gh ρ乙乙液乙

由于=ρρ甲乙,=h h 甲乙所以=p p 液甲液乙,故B 、C 错误; D .容器对面的压强分别为

G G F p S S

+==液甲甲容

地甲 G G F p S S

+==液乙容乙地乙

由于液体甲、乙的体积相同,密度相同,所以液体甲、乙的质量相同,重力也相同,所以

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